窗景与公共健康关系理论研究

夏明明

1 引 言

从窗景的角度探讨人对物质空间环境的感知对公共健康影响的研究始于20世纪80年代。在此之前国外学术界在探讨物质空间对公共健康所产生的影响时，更多的是从病理学的角度探讨人和空间环境中某些物质性要素的直接接触对公共健康所带来的影响。例如希波克拉底对城市中的主导风向与城市居民身体状况、主要容易罹患疾病关系的研究[1]；约翰·斯洛对伦敦市给排水管位置的分布与霍乱传播关系的研究等[2]。

从住宅、办公室、医院等建筑的窗景角度探讨其对公共健康的影响是对这一领域研究的扩充，这一研究思路突出了“视觉”这一感知媒介对公共健康所产生的重要作用，而这一作用在之前的研究中并未获得足够的重视。笔者在对当代相关领域研究的梳理中，发现不同的窗景能够通过人的视觉感知对人生理、心理等多方面产生持续性的影响。

2 以“窗景”为出发点的研究

通过笔者的综合梳理，发现“窗景”对公共健康的影响主要体现在：病人的康复速度、工作人员的工作压力缓解以及对工作现状的满意度、学生课堂注意力恢复速度、个人情绪的变化等几个方面。

图1 / Figure 1奥利奇教授关于窗景和病人术后恢复速度的研究[3]Research on the recovery speed of patients in wards with different window view by Ulrich

2.1 窗景对病人康复速度的影响

以“窗景”作为出发点的研究是以人的视觉感知为主要媒介，探讨人在居住、工作环境中建筑窗外景物对室内居住、活动人群的健康状况所带来的影响。在这一类型的相关研究成果中，1984年由瑞典查尔姆斯理工学院罗杰·奥利奇教授完成并发表在《科学》杂志上的《窗景可能会影响病人术后的恢复速度》一文具有里程碑式的意义。

奥利奇教授通过对接受过胆囊切除手术后住院病人住院时间的统计以及使用镇痛药、出现负面情绪频率的观察，发现居住在面对医院花园、拥有绿色窗景病房内的病人相较于居住在以砖墙为窗景病房内的病人术后恢复出院的时间较短，并且在住院期间使用镇痛药以及出现负面情绪的频率都较少[3]。根据这一发现，奥利奇教授认为，绿色的窗景可能能够通过病人对环境的感知，加速病人伤口的恢复，同时对病人的心理产生安抚、慰藉的作用（图1）。同时，奥利奇教授就人对环境要素的感知特征，提出了人对物质环境感知过程的系统性框架，这一框架指出人针对环境刺激所展现出的行为和某些现象的发生是一个综合了认知习惯、文化背景、个人阅历的复杂过程，同时也指出了视觉感知在这一过程中的主导地位[4]（图2）。这一研究揭示了视觉感知对公共健康所产生的直接影响，该发现不仅拓宽了学术界对于公共健康影响要素认知的宽度，同时也开创了与公共健康相关的另一重要设计领域：询证设计（Evidence-based Design）的先河[5]。奥利奇教授的研究和发现启迪了一系列后续学者开始从更为多元的感知角度探讨建成环境对人健康的影响。

挪威生命科学大学研究员露丝·瑞纳斯等在此基础上进行了更为详细的研究。该研究以278名罹患冠心病和肺部疾病的病人作为研究对象，对病人所居住的卧室窗景进行追踪记录和观察，并采用SF-12健康调查量表对病人的健康状况进行记录以获得病人的疾病恢复速度与其卧室不同窗景（主要分为以绿植为背景的开敞式窗景与全部或局部被建筑遮挡的封闭式窗景两大类）之间的关系。研究再次证实了开敞式绿植窗景对病人恢复所带来的积极影响以及封闭式窗景所带来的消极影响。并且在病人的心理健康层面，这一恢复加速效应相较于冠心病患者而言，在肺部疾病患者中体现得更为明显。从性别的划分角度来讲，封闭式窗景所带来的负面效应，女性患者更多的体现在生理健康层面，而在男性患者中更多的体现在了心理健康层面（图3）。研究人员还发现了窗景对于病人活动行为的影响：拥有开敞式窗景的病人在卧室中活动的时间长于拥有封闭式窗景的病人[6]。

2.2 窗景对人注意力、工作压力恢复的影响

窗景对于公共健康的影响并非局限于病人的康复过程中，而是渗透到了人们日常活动中的多个方面。笔者发现窗景在人们日常学习、工作的过程中，同样能够对不同人群的生理和心理状态产生影响。密歇根大学瑞秋·卡普兰教授通过人对自然环境的感知与人精力、注意力等生理状况关系的研究，提出了著名的“注意力恢复理论”（Attention Restoration Theory）[7], 这一理论的核心内容是强调日常的生活、工作会使人产生疲惫，从而导致了人注意力的下降，在这种状态下，面对绿色的景观和自然环境，相较于面对人工环境能够更快地恢复个人的疲惫状态，从而提高注意力的集中水平，这一理论在后续的相关研究中得到了多次印证。

密歇根大学马特索卡教授以密歇根州101所公立高校为研究对象，将学校窗景的绿化等级从低到高分为纯人工环境、人工环境为主、自然环境为主、纯自然环境等。研究指出，拥有高自然环境比例的窗景与学习成绩、毕业率和升学率之间存在正向的关联[8]。

图2 / Figure 2奥利奇教授对人针对空间环境要素认知和反馈的机制研究[4]Mechanism of human perception and interaction with environment by Ulrich

图3 / Figure 3露丝·瑞纳斯等对不同窗景对病人恢复速度影响的研究[6]Research on the recovery speed of patients in rooms with different window views by Raanaas

美国伊利诺伊大学景观建筑系黎东莹博士团队基于马特索卡教授针对窗景和学生学业表现之间的关联性研究，通过场景实验的方法，进一步发掘窗景和学生学业之间的因果关系。该实验通过招募94名高中生，并随机将其分配到3个不同的教室中（3个教室分别为无窗、拥有面对建筑立面的窗景、拥有面对绿色植被的窗景）并进行相同的教学→休息→测试3个实验步骤（图4）。在试验指标的选择上，研究人员关注了学生的注意力和压力两个方面，并将注意力和压力分为了主观注意力、客观注意力、主观压力和客观压力4个分项。通过休息前后两个阶段对实验对象各项指标的测量，研究人员发现，在拥有绿色植被窗景的教室中经过了10分钟休息后的学生，其注意力水平比无窗和拥有建筑立面窗景教室中的学生高14.33%，而无窗和拥有建筑立面窗景教室中学生的注意力水平几乎没有得到回升（图5）。对于压力的缓解而言，拥有窗景的教室对于学生的压力恢复相较于其他两类教室有着更好的促进效果[9]。黎东莹博士团队的研究和马特索卡教授的研究起到了很好的补充作用，后者关注了更多的研究样本，涵盖了更为广阔的研究范围，而前者的研究通过随机控制实验对较小范围内的研究范本进行了更加深入细致的研究，两个研究都强调了绿色的窗景对在校学生注意力提升和压力恢复良好的促进作用。值得指出的是，在该领域研究的类型中，多半是判断某个变量与某种现象产生之间的关联性研究，但该研究中所采用的场景实验方法，由于引入了变量的控制组，并基于实验前后数据的相关性分析，证明了对绿色景物的视觉感知提高了学生注意力恢复速度的因果关系。

韩国园林教育家申元燮（Won Sop Shin）团队在研究中提出了重要的假设：都市中以绿色植物为主的窗景能够缓解工作人员在工作中的压力，并提高员工对工作的满意度，并在此基础上加以论证。研究以韩国首尔市的办公区环境作为研究的开展地，以931名办公室职员作为研究对象，在对象的甄别中，以其面对的不同窗景作为主要的样本划分依据（研究主要分为拥有森林景观为主的办公区人群和没有森林景观的办公人群两组），研究这两组人群在工作中的压力状况和对工作的整体满意度。研究者使用了由26个问题构成的工作满意度调查问卷和由24个问题构成的工作压力调查问卷对两组研究对象进行了调查，调查结果显示除了一小部分年龄段范围内的样本外，拥有森林景观窗景的员工都有着较高的工作满意度和较小的工作压力值，该研究进一步证实了以绿色景观为主的窗景在大城市中对于提高职员工作效率的重要性[10]。

图4 / Figure 4实验教室不同的窗景[9]Experiment rooms with different window views

图5 / Figure 5学生在不同窗景教室中注意力和压力的恢复速度[9]Attention and stress recovery speed of students in classrooms with different window views

2.3 窗景对于人情绪的影响

京都理工学院的格特·凡·唐德尔教授团队以日本的枯山水园林作为研究对象，结合人对环境中物质的视觉感知习惯，探讨了枯山水中的主要造景元素：山石的形态和位置关系通过人的视觉感知对人身体、心理所产生的影响。唐德尔教授认为，以龙安寺为代表的日本枯山水景观通过观景游廊和枯山水景观之间相对位置关系对人视点范围进行了限定，同时在枯山水园林中的山石之间保持一定比例关系的距离，并通过对山石形态的控制使得在游廊中的观赏者获得最具“宁静感”的空间氛围[11]。笔者认为，在该枯山水景观的视线设计中，观景游廊起到了抽象的“窗景限定”作用（图6）。

为了进一步弄清窗景对人情绪、精神状态的影响机制，朴信爱（Sin-Ae Park）博士团队采用了先进的观测仪器：近红外脑功能成像仪（NIRS）对实验对象大脑皮质层的各项参数进行观测，以确定绿色植被通过人的视觉感知如何影响人的精神状态和生理指标[12]。实验招募了24名年龄相仿的男性大学生作为研究对象，通过随机分配分别观察种有绿色植物的盆栽和没种绿色植物的盆栽并持续3分钟。在这一过程中，对实验对象的脑皮层的活动状况进行观测。随后，研究者通过由30个问题组成的心理状态量表对研究者的情绪压力、疲劳指数、沮丧指数等一系列指标进行测量，并探讨对绿色植物的观察是否能够对个人的精神状态和生理指标产生影响。在仪表观测的结果数据中，研究者注意到研究对象脑皮层中氧合血红蛋白含量发生了较为明显的变化，在3分钟的实验过程内，研究对象脑皮层中的氧合血红蛋白浓度逐渐增加，这说明大脑正在逐渐从放松过渡到紧张、疲惫的状态，但观察绿色植物组的研究对象蛋白浓度增加的速度明显低于观察仅有种植土盆栽那一组对象（图7）。并且从问卷的结果数据中可以看出，面对绿色盆景的实验组在个人情绪的数据中均显示出更多积极的特征。

图6 / Figure 6窗景和视线之间的关系[11]Relationship between window view and sight line

图7 / Figure 7实验过程中研究对象脑皮层氧合血红蛋白浓度的变化[12]The change of the concentration of cerebral cortex oxyhemoglobin during the experiment

表1 / Table 1沙利文对空间物质特征和人情绪、行为、感知关系的研究[13]Research on the relationship among space and human sentiment behavior and perception by Sullivan

以上研究表明，良好空间环境能够激发正向的空间感知并促进公共健康。伊利诺伊大学威廉·沙利文教授等从相反的角度出发，通过对物质环境特征和相关人群生理、心理状态相互关系研究的梳理，指出破败、拥挤、嘈杂、有潜在危险隐患的环境对公共健康所带来的负面影响，从而导致人产生焦虑、易怒、抑郁等一系列负面的情绪和症状[13]。这一负面的空间效应不仅是对公共健康的损害，同时会在更为宏观的层面（如社会阶层的隔离、空间社会价值的丧失等）造成负面的效应（表1）。

3 总 结

该类型的研究都指向了一个事实：窗景对于室内人群公共健康状况有着十分重要的影响，这些影响体现在人情绪产生、心理状态、对压力的处理、疾病的发展和康复等多个方面，而以绿色植物为主的窗景对公共健康的以上方面均能产生积极的影响。

笔者认为，在当前城市居民人数和比例不断上升的时代背景下，诸多城市的发展呈现出高密度、高容积率的空间特征，如果当下的城市、建筑空间设计者缺乏对该领域研究的重视和了解，那么在当前的城市环境中要想获得绿色植物的窗景将成为一个愈发困难的要求。“窗景”系列的研究对当代城市空间的营建和改造具有十分重要的启发意义，这使得城市和建筑设计工作者能够从新的角度重新探讨城市空间中人工物质环境要素和自然环境要素之间的互动布局和空间渗透关系。从更为宏观的城市设计角度而言，窗景的研究为城市不同功能区域的划分和排布提供了新的依据，以保持尽可能多的城市功能区和有限的绿地空间之间视线的通透。从微观的建筑设计角度而言，建筑师可以通过对室内主要活动空间的设置，组织相应房间的立面设计以及房间与周边绿化环境之间的视线对位关系，以保证最主要的人群使用房间能够充分地获得以绿植为主的窗景。这些设计层面的措施将会成为提高城市居民公共健康水平的有力保证。

Theoretical Research on the Relationship between Window View and Public Health

XIA Mingming

Public health is becoming an increasingly important topic in China nowadays. The Chinese central government proposed an important policy called HEALTHY CHINA 2030 which emphasizes the importance of public health and various ways to improve it. Architecture and Urban Planning are indispensable components of this great event due to their intimate relation with our daily lives.

Scholars found that Architecture and Urban Planning can have positive and negative influence on public health in various ways. This article mainly discusses the in fl uence from the window view on the health of people in the buildings.

Research on the influence from window view on public health is quite a fresh perspective on understanding the relationship between built environment and public health which originates from an important discovery by Professor Ulrich in 1984, he found that the inpatients in the ward with green window view heals faster and have fewer negative symptoms than those in ward with brick wall window view and Professor Ulrich inferred that the green window view may increase the patients' recovery speed and plays a comforting role to the patients.

People didn't realize indirect contact with the environment can also have influence on public health before Ulrich's discovery. Ulrich's discovery also inspired an important school in Architecture and Urban Design: Evidence-based Design. He also proposed the mechanism how people perceive the environment and interact with it. According to Ulrich's conclusion, the visual perception plays a vital role in connecting environment and human beings.

Following Ulrich's footstep, many other scholars continue to study the relationship between window view and public health. Raanaas and her colleagues conducted a more specific experiment on the relationship between window view and recovery speed. They also found that different window view of their bedrooms can have different influence on their health and behavior, and the influence is different based on the patients' gender.

Besides patients, researchers also expand their study scope to the other population. Professor Matsuoka from Michigan University focused on high school environment, and divided the window views of school classrooms into four categories: all built, most built, most natural, all natural. He found a positive link between window view greenness rate and graduation rate, score based on the data from 101 public high school in Michigan. Following Matsuoka's research, Dr Li Dongyin and her team from UIUC conducted an experiment on the students at school too. The experiment is composed of three steps: study, rest and test. All the students are randomly assigned to three different classrooms with three kinds of window views: no window,with brick wall window view, and the students from the classroom without window had no recovery on attention level after ten minutes break.Matsuoka and Li Dongyin's Researches are complementary to each other, and their conclusions revealed the fact that window view has deep and wide in fl uence on public health.

Scholars also exams the in fl uence of window view on other populations. Landscape educator Won Sop Shin and his colleagues took 931 of fi ce staff as research objects, they also found the green window view has positive link with better job performance and job satisfaction. Such conclusion has been confi rmed by another research conducted by Sin-Ae Park and her team.

Professor William Sullivan summarized the relationship between the built environment and human perception. He points out safe, well-maintained places are able to arouse positive physiological and psychological reaction. On the contrary, crowed, dangerous and noisy places would arouse negative perception. Besides, the physical characteristics of built environment can have more profound in fl uence to the network of our society according to Sullivan's summarization, such conclusion reminds us to understand the in fl uence in a more comprehensive and deep way.

To sum up, the window view can influence people's emotion, mood, disease and stress recovery,and all these facets are intimately related to public health. The window view related researches inspire architects and urban planners to rethink their fields in a different way which emphasizes the importance of public health, and the research results have important value which can guide the architecture and urban planning practice directly and indirectly. The author believes that the window view related researches have important meaning to present China which will promote the realization of the grand policy: HEALTHY CHINA 2030.